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          2. 專業資料
            液晶模塊在系統整機抗干擾實驗中的防護措施
            專業資料2021-07-26

            一. 干擾源

            在液晶顯示模塊的系統測試階段,抗干擾測試是一個重要的項目,無論是使用專業儀器測試還是整機長時間運行測試。干擾是系統整機常見而又非常棘手的問題,當系統電路受到干擾時,電源線或者信號線會產生某種頻率、某個輻值得干擾波,這個干擾波施加在液晶顯示模塊的接口線端時,必然給液晶帶來不良的顯示效果。

            液晶顯示模塊對系統整機而言是純輸入型部件,或稱被動型部件。液晶顯示模塊自身沒有糾錯功能,液晶顯示模塊可以接收滿足操作時序關系的任何信號而沒有能力判斷是非,錯誤的型號和錯誤的數據,都會產生錯誤的指令或者錯誤的顯示圖案,導致錯誤的顯示效果。

            消除干擾的首要工作是找到干擾源和產生干擾的位置,然后用有效的方法去消除、消弱或者屏蔽補救。

            二. 抗干擾措施

              液晶顯示模塊在系統干擾測試或者拷機運行時常見的顯示問題給予一些建議性的解決思路,但有效的方法還是需要在實際測試運行中摸索和驗證。

            1.  系統整機在運行校對或者進行干擾測試時,液晶顯示模塊無顯示,對比度也沒有反應這種現象是因為整機在工作期間電源線或者/RESET信號線上受到電磁干擾,產生干擾脈沖,導致液晶被復位,其復位的結果是初始化模塊內部寄存器,同時關顯示。推薦的解決方法是:

            ?如果干擾施加在電源線上,則建議在最靠近液晶顯示模塊位置的電源線VDD、VSS之間并入一個穩壓器(10UF)和一個濾波電容(0.1UF0.01UF)。南京羅姆液晶

            ?如果干擾加在/RESET信號線上,則建議在最靠近液晶模塊的/RESET信號線與VSS之間并入一個濾波電容電容容量選擇(0.1UF0.01UF)。  上述電容值的的選擇,需要根據實際測試的效果而定。

            2.  系統整機運行或進行抗干擾測試時,畫面產生錯誤的字符亂點(數據錯誤)或者畫面平移、上下顛倒等現象。有時無法恢復,只能清屏重新寫入,甚至需要重新上電,初始化寄存器才能恢復。

            這種現象多數是因為干擾施加到如WR信號、RD信號、或者E信號或者CS信號等控制信號上。干擾信號比較容易在這些信號上產生錯誤的波型,使得寄存器參數被錯誤修改,寫入單元被寫入數據等。

            在系統整機運行時,多數程序只對局部顯示區域進行數據寫入操作,沒有其他地址的寫入操作或者沒有對一些只在初始化才設置的寄存器進行重復設置,所以出現上述現象。

            假設干擾信號從空間施加在MPU與液晶模塊之間的傳輸線上,建議:

            ?用磁環或者錫紙、銅箔做傳輸的屏蔽;

            ?改變傳輸線的走向,躲避干擾環境;

            ?縮短傳輸線長度;

            在關鍵信號線,并行接口模式:以先WR/RD信號或者E信號,再CS,RS 信號的順序加入30-300PF的小電容到地(VSS)。串行接口模式:以先SCLK,再SDARS/RESET的順服加入30-300PF的小電容到(VSS)。進行測試,觀察改善效果。

            如果干擾信號來自系統的主板,則從液晶模塊接口端可以看到信號的變形,這有可能因為MPU與液晶顯示模塊的之間的傳輸電阻比較大,MPU系統的驅動能力弱,導致干擾信號容易侵入此時可以考慮:

            ?在傳輸線上串小電阻,與液晶顯示模塊端口的輸入電容組成低調濾波電路,消除干擾的影響;

            ?在系統主板加入傳輸線驅動器提高驅動能力;

            ?使用施密特電路整形信號等。

            進行測試時,提高液晶顯示模塊的抗干擾能力。 

            3.  外部沒有干擾源,但也會出現不顯示或者亂顯等現象

            這種情況也歸類于干擾,但屬于系統內部干擾,主要是由于軟件沖突所致。此時考慮的首先是中斷程序,當MPU像液晶顯示模塊(I/O尋址方式)寫入過程中,系統運行產生中斷,可能會修改液晶顯示模塊的控制信號狀態要寫入的數據,導致液晶顯示模塊的設置錯誤而死機或是顯示內容錯誤,改善的方法是在MPU調用液晶驅動子程序時,關閉中斷響應功能。南京羅姆液晶

            4.  系統整機運行干擾測試時找不到干擾點或者采取電路預防,仍然杜絕不了干擾的影響,此時需要考慮軟件補救方案,最簡單的方法是定時對寄存器進行初始化,首先不要使用RESET信號進行復位,只對寄存器進行復寫。因為復位動作會使正常的顯示產生閃動,顯示效果不太好,如果出現死機而不能恢復,就只能使用RESET信號強制復位,然后對寄存器進行初始化,為了保證正常顯示不受到初始化干擾,又可以在最短的時間內修補干擾帶來的影響,推薦讀取液晶顯示模塊“狀態字”作為初始化的判斷依據,當判斷依據作為“關顯示”狀態時則認為模塊被干擾了,沒有了顯示,于是調用初始化函數,重新啟動模式,開顯示,如果初始化后,模塊還處于“關顯示”狀態,就需要使用RESET信號,強制復位初始化了,如果判斷為“開顯示”狀態再向顯示SRAM的某幾個單元寫入一組特殊數據,然后依次回讀,判斷是否正確,如果出現錯誤,則認為模塊被干擾,調用初始化函數,并且重新刷新數據。

            5.  對系統整機機箱(尤其是面板)進行靜電干擾測試時,模塊無顯示或者亂顯現象,這是一種常見的干擾現象,干擾脈沖直接通過液晶顯示模塊的鐵框影響了模塊的電路,通常液晶顯示模塊不希望鐵框浮空成為靜電荷積層面,所以都將其連接到VSS上,但這樣的連接容易使外部干擾通過鐵框直接影響到VSS線,鐵框的連接有以下三種方法:南京羅姆液晶

            ?在模塊鐵框與系統整機的金屬面板之間使用絕緣隔離,絕緣墊越厚,對靜電的削減就越大;

            ?模塊的鐵框接金屬外殼,金屬外殼接大地,此時可能需要斷開鐵框與模塊內VSS的連接;

            2種連接方式與系統整機機箱機構與地的處理有關,都需要通過實際測試,選擇其中合適的方法。

            三.抗干擾舉例:

              案例1.使用圖形模塊,產品機箱為金屬殼,進行8000V放電實驗,模塊顯示花屏,復位重新初始化無效,必須重新啟動,在行業規范規范中不允許外殼接地。

            改善措施:使用有機玻璃外殼,并在主程序中加入定時循環刷新(初始化)程序,當靜電放電測試時,液晶顯示模塊被復位,靜刷新初始化程序糾正,顯示僅閃一下即恢復正常工作,通過測試。

            案例2.使用圖形模塊,對產品機箱做靜電8KV放電測試,模塊無顯示

            改善措施:?.在模塊的電源腳加330UF電容和浪涌管P6K1,在驅動電源輸出VOUT330UF電容,改善效果良好。?再加模塊的鐵框與機箱外殼絕緣,并保持2MM以上的間隙,通過靜電測試。?但上述措施仍偶發無顯示現象,于是在程序上定時對模塊執行初始化程序,恢復干擾影響,干擾顯示的問題完全解決。

            案例3.使用圖形模塊,在系統整機電源線上施加4KV、150HZ正脈沖群干擾測試時顯示出現亂碼

            改善措施:在液晶顯示模塊接口電源線上加電容和突波吸收器,同時減短冗余的傳輸線長度后,通過測試。

            案列4.在開關柜上使用圖形液晶模塊,在高壓電磁干擾時,模塊無顯示。

            改善措施:?更換系統電源為隔離電源;

                      ?在模塊的/RESET,腳接0.01UF電容;

                      ?斷開模塊鐵框與VSS的跳線點;

            模塊鐵框與開關柜之間加絕緣襯墊隔離。 

            案列5.圖形模塊與系統主板之間連接線長700MM多,重復寫圖形數據時,在圖形右側逐一復制最右邊一字節的圖形數據

            改善措施:模塊接口處的輸入信號波形都好,/WR=02US,在接口信號上并電容,加上拉電阻無明顯改善,縮短線、串磁珠、有明顯改善但不徹底。

            WR信號線上串施密特門電路(74HC14)后被徹底改善。

            WR信號線上串入680歐電阻也同樣可以實現徹底改善。
              以上就是羅姆液晶在與眾多客戶配合過程中總結出的經驗,歡迎更多的客戶分享關于液晶屏抗干擾方面的經驗,共同進步,共同成長!

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